论文部分内容阅读
炼焦煤气净化的副产品之一就是焦化重苯,焦化重苯中的重质馏分中约30%是焦化碳九。由于焦化碳九含有烯烃、芳烃、茚等高度不饱和物等,易被空气中的氧气氧化,烯烃的存在也使其易发生自聚产生高分子聚合物,胶质含量高,焦化碳九除小部分被用来作为工业萘的原料外,大部分被作为轻质燃料油处理,造成资源浪费。所以找到一种合适的催化剂对其进行加氢精制,使其烯烃、茚等不包合物通过加氢饱和,提高其氧化安定性、色泽度等,从而提高其资源利用率是很有必要的。对于焦化碳九来说,采用Raney-Ni/Al2O3作为焦化碳九的加氢催化剂鲜有报道,所以本论文主要研究Raney-Ni/Al2O3的制备条件,以期提高催化剂的机械强度的同时,考察催化剂用于焦化碳九加氢工艺条件。以Ni-Al合金粉和拟薄水铝石为原料,经过成胶、混捏、挤条、干燥、焙烧、浸取等制备过程制备了一系列的Raney-Ni/Al2O3催化剂,通过XRD、SEM、TG-DTA、BET、H2-TPR、XPS以及强度测试仪等表征手段对制备的Raney-Ni/Al2O3催化剂进行表征分析,并以焦化碳九中的茚加氢作为探针反应,采用固定床高压微反加氢装置对Raney-Ni/Al2O3催化剂进行活性评价。研究结果表明:焙烧气氛对催化剂的加氢活性有非常明显的影响,在其它制备条件相同时,氩气气氛下制备催化剂的加氢活性明显好于空气下制备的催化剂,催化剂的比表面积和孔容分别达到113.2 m2·g-1、0.245 cm3·g-1,对茚的加氢转化率在30 h内保持85%以上,催化剂强度达到23.96 N·mm-1,这是因为氧气的存在影响合金相的转变;改变合金粉与拟薄水铝石的比例,其比例为6:4时制备的催化剂对茚的转化率最高,在30h内保持在87%以上,催化剂的强度也高达29.6N·mm-1;催化剂的焙烧温度对催化剂的催化活性和强度都有着比较明显的影响,820℃是其比较适宜的焙烧温度,该温度下催化剂对茚的加氢转化率在30h内保持在90%以上,催化剂的机械强度为24.8 N·mm-1,催化剂比表面积高达123.2 m2·g-1,这是由于催化剂的强度与Ni2Al3有关,在该焙烧温度下富铝相NiAl3难转化为贫铝相Ni2Al3;催化剂在碱液中浸取时,浸取温度对催化剂的理化性质有非常显著的影响,比较适宜的浸取温度为60℃,此浸取温度下浸取得到的催化剂对茚的转化率最高,这是由于浸取温度对NiAl3、Ni2Al3和碱液的反应有着决定性的影响从而决定着催化剂的浸取深度;改变前驱体浸取时间时发现较适宜时间为4h,此时间下浸取制备的催化剂对茚的转化率在30h内保持在90%以上,强度达到26.1 N·mm-1;催化剂浸取的较佳浓度为20%,此条件下制备的催化剂对茚的加氢转化率和催化剂的机械强度分别达到91%和25.8N·mm-1。所以,Raney-Ni/Al2O3催化剂较适宜的制备条件如下:焙烧气氛为氩气,合金粉与载体的比例为6:4,焙烧温度为800℃,浸取温度为60℃,浸取时间为4h,浸取浓度为20%,在此条件下制备的催化剂强度高达25.8N·mm-1。上述条件制备的催化剂用于焦化碳九的加氢,并考察其加氢工艺条件,研究结果发现:在加氢反应中反应温度对焦化碳九的加氢反应有着非常明显的影响,当温度在220℃时茚的转化率高达95%。焦化碳九的加氢最佳工艺条件为:温度220℃,反应压力为2.5MPa,氢油比为200:1,原料液相空速为3h-1,在该加氢工艺条件下催化剂对茚的转化率在30h内保持在95%以上。